寒区浅水湖冰生消特征及其影响因素

作者：解飞; 张议文; 卢鹏; 曹晓卫; 祖永恒; 李志军^*

来源：湖泊科学, 2021, 33(05): 1552-1563.

• 湖冰
• 生消特征
• 冰底热通量
• 冰厚
• 降雨
• 降雪
• 浮式观测平台

基于2019—2020期间在盘锦市含章湖利用浮式观测平台开展湖冰原型观测试验,分析不同因素对湖冰变化造成的影响.结果表明:99 d冰期内湖冰的生消过程可概述为:湖泊封冻(3 d)—稳定生长(62 d)—冰厚稳定(7 d)—加速消融(24 d)—破碎分解(3d).生长期冰厚的平均增长速率为0.4 cm/d,最大冰厚为30.7 cm;不同深度(5～17 cm)冰温对气温变化的响应存在滞后性,滞后时间为70～158 min,冰温与气温的最大相关系数为0.52～0.89;降雨过程造成冰面反照率由0.22降至0.09,影响了冰内温度以及冰下40 cm以内的浅层水温,但14 mm的降雨量并未引起表面冰厚增加;降雪过程造成冰面反照率由0.25升至0.90,同时阻碍了 5 cm以内的浅层冰温对气温变化的响应,但风速长时间大于8 m/s时会导致冰面积雪被吹散,冰面重新裸露;消融期冰厚的衰减过程呈抛物线趋势,存在显著的加速过程,融化速率由0.3 cm/d逐渐增加到2.7 cm/d;湖冰生长期的冰底热通量均值为4.8 W/m2;到消融期增加至8.1 W/m2,为生长期的1.7倍;太阳辐射与湖冰边界侧向融化是导致湖冰加速融化的关键因素.本研究填补了国内湖冰冻融全过程实测资料的空缺,为湖冰热力学模型的改进提供了科学支撑.

• 单位
  海岸和近海工程国家重点实验室; 大连理工大学